1.一种基于马达振动的手机用户与毫米波雷达间的通信方法,其特征在于:所述通信方法具体包括以下步骤:步骤1、振动模式设计:发送方采用脉冲宽度和幅度调制技术设计振动模式;步骤2、振动信号生成:发送方控制移动设备的马达生成设计的振动信号;步骤3、振动目标识别:接收方发送毫米波信号并分析环境中目标物体的反射信号,通过计算距离多普勒频谱检测周围对象,并分析每个候选目标物体的反射信号,以确认目标发送方即传输设计振动信号的对象;步骤4、振动信号恢复:利用带通滤波器在滤除噪声的同时恢复出目标发送方的振动信号,目标分为单目标和多目标;步骤5、振动信号解码:对每个单目标和每个多目标的振动模式进行解码,准确接收目标用户传递的信息或指令,其中:在所述步骤2中,根据脉冲宽度和幅度调制技术特性和当前手机提供的应用程序接口特性,利用两个参数控制振动马达:以毫秒为单位的振动时间T vib 和范围在[0,255]的振动幅度A vib ,在每个数据帧的开头添加一个前导码,使接收方识别与发送的数据符号相关的参数值,其中,所述前导码为三个符号的前导码,其振动幅度分别为最高振幅的20%,最高振幅的90%及非振动状态;所述步骤1发送方采用脉冲宽度和幅度调制技术设计振动模式具体为:采用脉冲宽度和幅度调制技术,对于一个持续时间为T秒的数据符号,将其表示为M+N个比特位,其中,M比特用于控制脉冲宽度即振动时间,N比特用于控制脉冲振幅,通过调节发送方马达振动的脉冲宽度和振幅,实现振动模式设计;所述步骤3具体包括以下步骤:步骤3.1、距离多普勒频谱采集:对接收的候选目标物体的反射信号进行距离快速傅立叶变换操作,在距离上分解目标物体的反射信号并获得距离快速傅里叶变换频谱,执行多普勒快速傅里叶变换,在速度上分解信号,得到距离多普勒频谱;步骤3.2、基于恒虚警算法的对象检测:利用恒虚警检测算法搜索步骤3.1得到的距离多普勒频谱中的亮点即候选对象,一个方格的值超过了一个阈值,则认为该方格有一个候选对象;步骤3.3、候选对象位置提取:利用多个天线接收信号的相位差来计算到达角θ:θ=sin -1 (λω/2πd A )其中,d A 表示接收天线之间的间距,ω表示两个天线间的相位差,λ表示波长;设一个候选对象与毫米波雷达间的距离为r,到达角为θ,则候选对象位置L(x,z)计算为:x=rsin(θ);z=rcos(θ);步骤3.4、振动目标识别:在检测到毫米波雷达周围的候选对象后,分析每个候选对象的反射信号的相位值,与静止对象相比,振动目标在相位值上具有更大的波动,且振动目标在手机振动频率范围100Hz~300Hz内呈现出一个尖峰,由此确定候选对象是否为发送振动信号的发射端即振动的手机;在步骤4中,单目标的振动信号恢复具体包括以下步骤:步骤4.1.1、构建一个基于毫米波的发送方振动模型:毫米波雷达放置在坐标系的原点,振动源的初始位置为S 0 (x 0 ,z 0 ),与毫米波雷达的初始距离为R 0 ,当振动源振动时,振动源马达产生随时间变化的位移δ(t):δ(t)=A cos(2πf v t)其中,A表示振动幅度,f v 表示振动频率;由于发送方的振动方向与毫米波雷达的感知方向之间存在错位β,因此感知到的实际振动位移δ ′ (t)是马达振动位移沿雷达感知方向的投影即δ ′ (t)=cosβ·δ(t),毫米波雷达感应到的振动源的距离R(t)为R 0 +δ ′ (t),接收到的来自振动源的毫米波信号s(t)表示为:其中,α表示路径损失,K表示啁啾信号斜率,j表示复数信号虚部;步骤4.1.2、对接收到的毫米波信号s(t)做距离FFT操作,得到目标距离r下的反射信号S r (t):来自目标距离r的信号的相位值表示为:其中,R 0 表示发送方相对于毫米波雷达的初始距离,β表示发送方振动方向与毫米波雷达感知方向的夹角;由此,信号的相位值φ r (t)可以反映手机的振动,其振动位移δ(t)表示为:其中,unwrap表示相位的接缠绕操作;步骤4.1.3、在发送方振动模型的基础上,利用带通滤波器提取目标振动信号,同时滤掉直流分量和噪声,滤波后的振动信号Y(t)表示为:根据手机振动频率的范围,将带通滤波器的下限频率和上限频率分别设为100Hz和300Hz。
2.根据权利要求1所述的一种基于马达振动的手机用户与毫米波雷达间的通信方法,其特征在于:所述步骤5对目标的振动模式进行解码,准确接收目标用户传递的信息或指令,具体为:接收方首先执行前导码检测,用于同步和信号强度估计,然后对符号进行分段后,再对其进行解调以提取数据位。
3.根据权利要求2所述的一种基于马达振动的手机用户与毫米波雷达间的通信方法,其特征在于:前导码检测是指前导码用于定位数据符号的开始,接收方采用互相关方法准确定位前导码,并且在提取符号之前执行信道估计。
4.根据权利要求2所述的一种基于马达振动的手机用户与毫米波雷达间的通信方法,其特征在于:对符号进行分段是指:完成前导码检测后,接收方使用预先已知的固定脉冲长度对前导码后的符号进行分段,经过信道估计后,接收方确定每个符号中的幅度和宽度信息,恢复原始数据位,获取发送方传递的信息或指令。